一種具有主動變胞功能的移動式可控裝載機構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有主動變胞功能的移動式可控裝載機構，包括可移動平臺、機架、大臂抬升機構、鏟斗翻轉機構和兩個鎖緊裝置。所述大臂抬升機構包括大臂和抬升機構，所述鏟斗翻轉機構包括鏟斗和翻轉機構，所述鎖緊裝置安裝在轉動副上，通過對轉動副的鎖緊實現主動變胞功能，通過可移動平臺實現移動功能，同時實現移動和操作功能，本發明采用新型連桿傳動機構替代傳統液壓傳動，在轉動副上采用鎖緊裝置，能根據不同的作業工況主動變胞，不僅具液壓裝載機的靈活性，而且利用一個主動桿即可實現兩個自由度裝載作業，減少了電機使用數量，降低了裝載機構造價，適用于制造各類裝載機及其他工程機械。
【專利說明】一種具有主動變胞功能的移動式可控裝載機構
【技術領域】
[0001]本發明涉及工程機械領域，特別是一種具有主動變胞功能的移動式可控裝載機構。
【背景技術】
[0002]裝載機是一種常見的工程機械，廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設工程的土方施工中。其中液壓裝載機是應用最廣泛的一類裝載機，但是液壓系統制造成本高，易出現漏油等問題，這些都是液壓式裝載機長期存在的棘手問題。
[0003]隨著電機技術的發展和控制技術的提高，可控機構為工程機械提供了廣闊的發展空間，由控制電機驅動的多自由度可控機構不僅具有工作空間大、動作靈活、可完成復雜和可變的運動軌跡輸出，同時還具有制造成本低，維護保養簡單等優點，可控機構式裝載機由于用多自由度連桿機構取代了液壓傳動，避免了液壓系統加工精度要求高，維護保養成本高，容易產生漏油等問題，但是，現有可控機構式裝載機主要依靠多自由度的連桿機構工作，以往對多自由度連桿機構進行控制，往往需要用與連桿機構自由度同等數量的控制電機進行驅動控制，不僅大大增加了制造成本，而且增加了機架傳動系統的復雜性，這些缺點對多自由度可控機構在工程機械領域的應用有一定制約。
[0004]變胞機構是近年來學者提出的重要概念，是可變自由度或可變構件數目的新型機構，這類機構除了具有可展式機構的高度可縮和可展性外，還可改變拓撲圖并導致變自由度，具有多功能階段變化、多拓撲結構變化、多自由度變化等特征，可以根據功能需求或環境等的變化，適應不同任務，靈活應用于不同場合。
[0005]將變胞機構應用于裝載機設計，將產生一類新型的變胞機構式裝載機構，使裝載機更大發揮其功能。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種具有主動變胞功能的移動式可控裝載機構，首先應具有傳統液壓裝載機工作空間大、裝載力大、受力好等優點，克服傳統液壓裝載機維修保養成本高、作業噪音大、液壓元件成本高、反應不夠靈敏等缺點，還應降低主動桿的使用數量，以降低可控電機數量，降低裝載機構制造成本。同時，可以根據功能需求或環境等的變化，在運動中改變構態，進行主動變胞，使該裝載機構適應不同任務，靈活應用于不同場合。
[0007]本發明通過以下技術方案達到上述目的:一種具有主動變胞功能的移動式可控裝載機構，包括可移動平臺、機架、大臂抬升機構、鏟斗翻轉機構以及兩個鎖緊裝置。
[0008]所述機架通過第十二轉動副與可移動平臺連接。
[0009]所述大臂抬升機構由大臂、第一連桿、第二連桿組成，所述大臂通過第三轉動副與機架連接，所述第一連桿一端通過第一轉動副與機架連接，另一端通過第二轉動副與第二連桿連接，第二連桿通過第四轉動副與大臂連接。
[0010]所述鏟斗翻轉機構由第一主動桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿組成，所述第一主動桿一端通過第十一轉動副與機架連接，另一端通過第十轉動副與第三連桿連接，第三連桿通過第九轉動副與第四連桿連接，所述第四連桿通過第五轉動副與大臂連接，另一端通過第六轉動副與第五連桿連接，第五連桿另一端通過第八轉動副與鏟斗連接。
[0011]所述兩個鎖緊裝置分別安裝在第二轉動副、第六轉動副上，按照裝載機構不同的工況進行適時鎖緊。
[0012]所述第一主動桿由伺服電機驅動。
[0013]所述一種具有主動變胞功能的移動式可控裝載機構在各裝載工況作業中，大臂抬升時，鎖緊裝置打開，第二轉動副恢復自由度，鎖緊裝置鎖緊，第六轉動副失去自由度，此時，大臂在第一主動桿作用下抬升。鏟斗單獨翻轉時，鎖緊裝置打開，第六轉動副恢復自由度，鎖緊裝置鎖緊，第二轉動副失去自由度，大臂相對機架失去自由度，此時鏟斗在第一主動桿驅動下實現翻轉。在整個裝載作業過程中，鎖緊裝置根據不同的作業工況，適當的鎖緊、打開，完成裝載作業。
[0014]本發明的突出優點在于:
[0015]1、本發明利用連桿傳動替代液壓傳動，解決了傳統裝載機保養成本高，液壓元件成本高，作業噪音大等缺點；
[0016]2、本發明采用在連桿機構上加裝鎖緊裝置實現裝載機構主動變胞功能，使該裝載機構根據不同工況鎖定某些轉動副，適時降低了裝載機構的自由度，從而減少了可控電機的使用數量。相比其他多自由度可控裝載機構，該發明利用一臺可控電機即可完成兩個自由度裝載作業，不僅大大降低了可控裝載機構的造價，而且降低了機架傳動系統的復雜性，該發明及技術更加適用于制造各類裝載機及其他工程機械；
[0017]3、此新型裝載機構主動件驅動方式靈活多變，可選用伺服電機驅動，混合驅動等驅動形式，不僅環保，而且易于實現遠程控制，降低工人勞動強度等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的結構示意圖。
[0019]圖2為本發明的可移動平臺示意圖。
[0020]圖3為本發明的鎖緊裝置示意圖。
[0021]圖4為本發明的大臂抬升機構示意圖。
[0022]圖5為本發明的鏟斗翻轉機構示意圖。
[0023]圖6為本發明的工作示意圖。
【具體實施方式】
[0024]以下通過附圖和實施例對本發明的技術方案作進一步說明。
[0025]對照圖1、圖2和圖3，本發明所述的一種具有主動變胞功能的移動式可控裝載機構，包括可移動平臺23、機架1、大臂抬升機構、鏟斗翻轉機構以及兩個鎖緊裝置5、8。
[0026]對照圖1和圖2，所述機架I通過第十二轉動副24與可移動平臺23連接。
[0027]對照圖1、圖3和圖4，所述大臂抬升機構由大臂9、第一連桿3、第二連桿6組成，所述大臂9通過第三轉動副21與機架I連接，所述第一連桿3 —端通過第一轉動副2與機架I連接，另一端通過第二轉動副4與第二連桿6連接，第二連桿6通過第四轉動副22與大臂9連接。
[0028]對照圖1、圖3和圖5，所述鏟斗翻轉機構由第一主動桿19、第三連桿17、第四連桿15、第五連桿13組成，所述第一主動桿19 一端通過第十一轉動副20與機架I連接，另一端通過第十轉動副18與第三連桿17連接，第三連桿17通過第九轉動副16與第四連桿15連接，所述第四連桿15通過第五轉動副14與大臂9連接，另一端通過第六轉動副7與第五連桿13連接，第五連桿13另一端通過第八轉動副12與鏟斗11連接。
[0029]對照圖3，所述兩個鎖緊裝置5、8分別安裝在第二轉動副4、第六轉動副7上，按照裝載機構不同的工況進行適時鎖緊。
[0030]對照圖1，所述第一主動桿19由伺服電機驅動。
[0031]對照圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6，所述一種具有主動變胞功能的移動式可控裝載機構在各裝載工況作業中，大臂9抬升時，鎖緊裝置5打開，第二轉動副4恢復自由度，鎖緊裝置8鎖緊，第六轉動副7失去自由度，此時，大臂9在第一主動桿19作用下抬升。鏟斗11單獨翻轉時，鎖緊裝置8打開，第六轉動副7恢復自由度，鎖緊裝置5鎖緊，第二轉動副4失去自由度，大臂9相對機架失去自由度，此時鏟斗11在第一主動桿19驅動下實現翻轉。在整個裝載作業過程中，鎖緊裝置5、8根據不同的作業工況，適當的鎖緊、打開，完成裝載作業。
【權利要求】
1.一種具有主動變胞功能的移動式可控裝載機構，包括可移動平臺、機架、大臂抬升機構、鏟斗翻轉機構以及一個鎖緊裝置，其特征在于: 所述機架通過第十二轉動副與可移動平臺連接； 所述大臂抬升機構由大臂、第一連桿、第二連桿組成，所述大臂通過第三轉動副與機架連接，所述第一連桿一端通過第一轉動副與機架連接，另一端通過第二轉動副與第二連桿連接，第二連桿通過第四轉動副與大臂連接； 所述鏟斗翻轉機構由第一主動桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿組成，所述第一主動桿一端通過第十一轉動副與機架連接，另一端通過第十轉動副與第三連桿連接，第三連桿通過第九轉動副與第四連桿連接，所述第四連桿通過第五轉動副與大臂連接，另一端通過第六轉動副與第五連桿連接，第五連桿另一端通過第八轉動副與鏟斗連接； 所述兩個鎖緊裝置分別安裝在第二轉動副、第六轉動副上，按照裝載機構不同的工況進行適時鎖緊； 所述第一主動桿由伺服電機驅動。
【文檔編號】E02F3/38GK104514233SQ201410769482
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月12日 優先權日:2014年12月12日
【發明者】蔡敢為, 王麾, 李智杰, 張永文, 李榮康, 朱凱君, 王龍, 王小純, 李巖舟, 楊旭鵑 申請人:廣西大學